Размещено на http://www.allbest.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТОПЛИВО, ВОЗДУХ И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ

1.1 Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания

1.2 Действительное количество воздуха и продуктов сгорания

2. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА

3. РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕНА В ТОПКЕ

4. РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНОГО ПУЧКА КОТЛА

5. ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК



ВВЕДЕНИЕ

Водогрейные водотрубные котлы серии КВ-ГМ предназначены для отопления и горячего водоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных обьектов. Котел представлет собой теплоагрегат, подогревающий воду тепловых сетей напрямую или через теплообменники. Котел рассчитан на подогрев воды с температурными графиками 95\70,115\70,150\70 с постоянным расходом воды через котел в диапазоне регулирования нагрузки. Диапазон регулирования нагрузки - 30-100%. Котлы работают на природном газе, дизельном топливе, мазуте, твердом топливе. водогрейный котел баланс поверка

Номинальная теплопроизводительность водогрейного котла-это наибольшая теплопроизводительность, которую водогрейный котел должен обеспечить при длительной эксплуатации при номинальных значениях параметров воды с учетом допустимых отклонений. Допускается отклонение значений номинальной теплопроизводительности в пределах ±5%

Рабочее давление воды в водогрейном котле - максимально допустимое давление воды на выходе из водогрейного котла при нормальном протекании рабочего процесса.

Номинальная температура воды на входе в водогрейный котел-это температура воды, которая должна обеспечиваться на входе в водогрейный котел при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений.

Номинальная температура воды на выходе из водогрейного котла - температура воды, которая должна обеспечиваться на выходе из водогрейного котла при номинальной теплопроизводительности с учетом допустимых отклонений. Основные параметры и технические требования к работе водогрейных котлов регламентируются ГОСТ 21563-93.

Курсовой проект содержит поверочный расчет водогрейного котла КВГМ-23,26-150, теплопроизводительностью 23,26 МВт, выполненный для заданных конструктивных размеров и заданного вида топлива.

Котлы теплопроизводительностью 11,63; 23,26; 35 МВт имеют единый профиль и отличаются лишь глубинами топочной камеры и конвективной шахты. Топочная камера, имеющая горизонтальную компоновку, экранирована трубами Ш60x3мм с шагом 64 мм, входящими в коллекторы Ш219x10 мм. Конфигурация камеры в поперечном разрезе имеет профиль железнодорожного габарита. Конвективная поверхность нагрева расположена в вертикальной, полностью экранированной шахте и набирается из U-образных ширм из труб Ш28x3мм с шагом S1=64мм. и S2=40 мм

Котел КВГМ-23,26-150 (КВ-ГМ-20-150) - водогрейный котёл с рабочим давлением до 2,25 МПа является прямоточным.

Горелка типа РГМГ (либо ПГМГ), входящая в комплект поставки, устанавливается на воздушном коробе котла, который крепится на фронтовом экране к вертикальным коллекторам.

Несущий каркас у котла отсутствует. Блоки котла - топочный и конвективный - имеют опоры, приваренные к нижним коллекторам. Опоры, расположенные на стыке конвективного блока и топочной камеры, неподвижны.

Котел имеет облегченную надтрубную обмуровку.

При работе только на газомазутном топливе включение котлов КВ-ГМ-20-150 (КВ-ГМ-23,26-150) по воде выполняется по противоточной схеме: вода подводится в конвективные поверхности нагрева, отводится из поверхностей нагрева топочного блока.

В комплект поставки котла входит:

- блок топочный;

- блок конвективный;

- бункер;

- короба газовый и воздушный;

- лестницы и площадки (россыпью);

- связки с комплектующими;

- ящики с комплектующими (арматура, приборы, узлы, детали, вентилятор 19ЦС-63).

Номинальные характеристики котлоагрегата.

1. Теплопроизводительность, МВт 23,26

2. Нагрузка котлоагрегата, % 68

3. Температура воды, °С:

на выходе из котла 150

на входе в котел 70

4. Расход воды через котел, т/ч 250

5. Расчетное давление воды на входе, МПа 1,6

6. Температура уходящих газов, °С определяется

7. Аэродинамическое сопротивление котла (без горелки), Па 655

8. Гидравлическое сопротивление, МПа 0,15

9. Расчетное топливо:

СН₄=97,786; С₂H₆=0,978; С₃Н₈=0,277; С₄Н₁₀=0,092; С₅Н₁₂=0,012; N₂=0,8; CO₂=0,038; O₂=0,008 .



1. ТОПЛИВО, ВОЗДУХ И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ

1.1 Теоретические объемы воздуха и продуктов сгорания

Состав природного газа в % по объему, приводим в таблице 1.

Состав природного газа в % по объему

Таблица 1

Метан СН4	Этан С2Н6	Пропан С3Н8	Бутан С4Н10	Пентан С5Н12	Азот N2	Диоксид углерода СО2	Кислород О2
1	2	3	4	5	6	7	8
97,786	0,978	0,277	0,092	0,012	0,80	0,038	0,008

Плотность топива при нормальных условиях:

В процессе теплового расчета водогрейного котла определяются теоретический и действительный объем воздуха, а так же продуктов сгорания.

Теоретический объем воздуха, который необходим для сгорания топлива в процесе сжигания газа при определяется по формуле:

, м³/м³

где n - число атомов водорода; m - число атомов углерода.

Определим теоретический объем продуктов сгорания :



Теоретический объем водяного пара :

,м³/м³

где d_г.тл. - влагосодержание в газообразном топливе, отнесенное к 1м³ сухого газа, г/м³; принимается d_г.тл. = 10 г/м³ .

, м³/м³ (4.3)

Теоретический объем содержания азота в продуктах сгорания :

, м³/м³

м³/м³

- теоретический объем содержания трехатомных газов в продуктах сгорания:

, м³/м³

- общий теоретический объем продуктов сгорания :

м³/м³

м³/м³

1.2 Действительное количество воздуха и продуктов сгорания

Действительный объем продуктов сгорания рассчитывается с учетом коэффициента избытка воздуха в топке , а так же объема присосов воздуха по газоходам котельных агрегатов. Величина коэффициента избытка воздуха на выходе из топки принимается для камерной топки при сжигании газа - 1,05 [1], величина присоса воздуха в газоходах котлоагрегата при номинальной нагрузке принимается равной:

· конвективный пучок котла

· чугунный экономайзер с обшивкой

· газоход стальной (на 10м длины) .

Наличие присосов воздуха приводит к тому, что объем продуктов сгорания в каждом газоходе будет отличаться от теоретического, поэтому необходимо рассчитать действительные объемы газов по газоходам, объемные доли газов, концентрацию золы и приведенную зольность.Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то объем этих газов от коэффициента избытка воздуха не зависит и во всех газоходах остается постоянным и равным теоретическому. Значение действительного суммарного объема продуктов сгорания природного газа определяется (для среднего коэффициента избытка воздуха в газоходе котла для поверхности нагрева) с помощью формулы :



, м³/м³

Нахождение величины действительного объема продуктов сгорания и его состава по газоходам приведем на примере топки. Результаты приводим в виде таблицы 2.

Нахождение действительного объема продуктов сгорания

Таблица 2

Характеристика	Аналитическое выражение формулы	Теоретический объем
		Газоход
		топка	Конвективный пучок	экономайзер
Коэффициент избытка воздушной смеси после поверхности нагрева		1,06	1,14	1,3
Средний коэффициент избытка воздушной смеси в газоходе		1,06	1,074	1,16
Избыточное количество воздушной смеси, м3/м3		0,478	0,719	1,435
Объем водяного пара, м3/м3		2,175	2,19	2,192
Общий объем продуктов сгорания, м3/м3		11,235	11,478	12,207
Объемная доля трехатомного газа		0,079	0,089	0,084
Объемная доля водяного пара		0,194	0,188	0,176
Суммарная объемная доля		0,284	0,278	0,262

Расчёт энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Энтальпию теоретических объемов воздуха для выбранного диапазона температур вычисляют по формуле:

, кДж/ м³

где (ct)_в - энтальпия 1м³ воздуха (см.таблицу 3),

Энтальпия теоретического объема продуктов сгорания:

, кДж/м³

где - энтальпия 1м³ трехатомного газа, объема азота и водяного пара, кДж/м³ (см.таблицу 3),



Энтальпия 1 воздуха, газообразных продуктов сгорания (кДж/) и 1 кг золы (кДж/кг)

Таблица 3

?, °С
30					39
100	170	130	132	151	133	81
200	359	261	238	305	267	170
300	561	393	408	464	404	264
400	774	528	553	628	543	361
500	999	666	701	797	686	460
600	1226	806	852	970	832	562
700	1466	949	1008	1151	982	664
800	1709	1096	1163	1340	1131	769
900	1957	1247	1323	1529	1285	878
1000	2209	1398	1482	1730	1440	987
1100	2465	1550	1642	1932	1600	1100
1200	2726	1701	1806	2138	1760	1209
1300	2986	1856	1970	2352	1919	1365
1400	3251	2016	2133	2566	2083	1587
1500	3515	2171	2301	2789	2247	1764
1600	3780	2331	2469	3011	2411	1881
1700	4049	2490	2637	3238	2574	2070
1800	4317	2650	2805	3469	2738	2192
1900	4586	2814	2978	3700	2906	2337
2000	4859	2973	3150	3939	3074	2520
2100	5132	3137	3318	4175	3242	-
2200	5405	3301	3494	4414	3410	-

Энтальпия избыточного воздуха для всего диапазона температур t определяется по формуле : , кДж/м³

Энтальпия продуктов сгорания, соответствующая коэффициенту избытка воздуха ,определяется по формуле:

, кДж/м³

где Н_зл - энтальпия золы, для газа Н_зл = 0.

Результаты расчета энтальпий воздуха, а так же продуктов сгорания по газоходам агрегата сведем в таблицу 4, которая приведена ниже.

Значения энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата

Таблица 4

Температура	Энтальпия воздуха	Энтальпия продуктов сгорания	Эффективное значение
Т, оС	, кДж/м3	, кДж/м3	, кДж/м3
			Топка т=1,05	Конвективный пучок	Экономайзер
1	2	3	4	5	6	7	8	9
100	1270,08	1485,44	1548,97	-	1612,51	-	1739,55	-
200	2556,42	2998,19	3125,94	1577,01	3253,82	1641,34	3509,47	1769,97
300	3866,67	4547,89	4741,16	1615,16	4934,56	1680,79	5321,16	1811,76
400	5201,85	6143,83	6403,94	1662,74	6664,07	1729,55	7184,21	1863,04
500	6568,57	7779,67	8108,04	1704,12	8436,48	1772,44	9093,34	1909,11
600	7966,92	9445,72	9844,09	1735,97	10242,32	1805,98	11039,05	1945,72
700	9406,37	11159,88	11630,27	1786,13	12100,57	1858,14	13041,16	2002,08
800	10853,52	12928,37	13470,96	1840,77	14013,63	1913,16	15099,08	2057,89
900	12300,66	14732,74	15347,84	1876,81	15962,84	1949,14	17192,97	2093,87
1000	13787,97	16568,81	17258,22	1910,34	17947,61	1984,72	19326,49	2133,45
1100	15315,52	18409,08	19174,87	1916,67	19940,66	1993,04	21472,17	2145,75
1200	16843,04	20262,62	21104,89	1929,98	21946,98	2006,39	23631,27	2159,14
1300	18370,55	22166,24	23084,84	1979,92	24003,37	2056,34	25840,42	2209,16
1400	19938,34	24105,97	25102,86	2018,04	26099,74	2096,43	28093,67	2253,14
1500	21506,08	26032,06	27107,34	2004,44	28182,69	2082,87	30333,24	2239,67
1600	23073,79	27989,87	29143,56	2036,26	30297,24	2114,69	32604,61	2271,48
1700	24641,53	29961,03	31193,17	2049,57	32425,25	2127,98	34889,36	2284,79
1800	26209,25	31941,37	33251,82	2058,63	34562,24	2137,07	37183,24	2293,81
1900	27817,17	33953,41	35344,34	2092,47	36735,18	2172,82	39516,87	2333,62
2000	29425,09	35956,27	37427,49	2083,19	38898,79	2163,54	41841,28	2324,34
2100	31033,01	37981,64	39533,34	2105,85	41084,98	2186,27	44188,26	2347,09
2200	32640,99	40797,17	42429,17	2895,87	44061,24	2976,25	47325,38	3137,07



2. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОТЛОАГРЕГАТА

Тепловой баланс котлоагрегата можно охарактеризовать равенством прихода и расхода тепла. Тепловую эффективность котлоагрегата и его качество работы описывается коэффициентом полезного действия - КПД.

Приходную часть теплового баланса котельного агрегата определяют по формуле :

, кДж/м³(ккал/м³)

где Q_р^р- располагаемая теплота;

Q_н^р - наименьшая теплота сгорания топлива для газа;

Q_н^с - наименьшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м³; принимаем для газа Q_н^с = 33603,8 кДж/м³ (8020 ккал/м³);

Q_ф.т.- физическая теплота топлива, принимаем Q_ф.т.= 0, потому что топливом является газ;

Q_т.в.- физическая теплота воздуха, который подавается в топку котельного агрегата в процессе подогрева его вне котлоагрегата, принимаем Q_т.в.= 0, потомучто воздух перед подачей в котел дополнительно не подогревается;

Q_пар.- теплота, которая вносится в котлоагрегат в процессе порового распиливания жидкого топлива, кДж/кг - принимаем Q_пар.= 0, потому что в качестве топлива используется газ.

Располагаемая теплота для котела КВГМ-23,26-150 составит:

Расходная часть теплового баланса котельного агрегата складывается из нижеприведенных составляющих:

Тепловой баланс котельного агрегата формируется применительно к установленному тепловому режиму, при этом потеря теплоты выражается в процентах располагаемой теплоты:

Разделив левую и правую часть уравнения приходного баланса котлоагрегата на Q_р^р и выразив через проценты, получаем это уравнение в следующем виде:

100=q₁+ q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆

где q₁ - полезная использованная в котельном агрегате теплота;

q₂ - потери теплоты с уходящим газом;

q₃ - потери теплоты от химической неполноты сгорания газа;

q₄ - потери теплоты от механической неполноты сгорания газа;

q₅ - потери теплоты от наружного охлаждения;

- потери от физической теплоты, которая содержится в

удаляемом шлаке и от потерь от охлаждения панелей;

q_6шл.= 0, так как в качестве топлива используется газ;

q_6охл= 0, так как охлаждение элементов котельного агрегата КВГМ-23,26-150

не предусмотрено его конструкцией.

КПД котельного агрегата рассчитывается с помощью уравнения обратного баланса:

_бр=100- (q₂+ q₃+ q₄+ q₅+ q₆)

Потери теплоты с уходящими газами q₂ определяется по формуле:

, %

где Н_ух - энтальпия уходящих газов из котельного агрегата, определяющаяся из

таблицы 3 и соответствующая значению t_ух=150°C Н_ух = 2625 кДж/м³;

Н_х.в.^о - энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре 30 ^оС. Данная величина определяется по формуле :

, кДж/м³

кДж/м³

Потери теплоты из-за химического недожога q₃ для применяемого топлива -природного газа - равны примерно 0,5 %.

Потери теплоты из-за механического недожога q₄ для применяемого топлива принимаем q₄ = 0.

Рассчитаем q₂:

.

Потеря теплоты из-за наружного охлаждения q₅ :

где q_5ном - потеря теплоты из-за наружного охлаждения при номинальной нагрузке котельного агрегата КВГМ-23,26-150: q_5ном=0,9512%;

N_ном - номинальная нагрузка котла, т/ч;

N - расчётная нагрузка котла, т/ч.

N_ном/ N=68%=0,68- по заданиюq₅=0,9512*0,68=0,647

Рассчитаем значение коэффициента полезного действия котла:

Суммарная потеря тепла в котле определяется по формуле :

, %

Для дальнейших расчетов определяется коэффициент потери теплоты :

, .

Величина полного количества теплоты, которая полезно отдается в котлоагрегате, определяется по формуле:

, кВт

где G_в - расход воды: для котла КВГМ-23,26-150,

При полной 100% загрузке G_в=250/3,6=69,44 кг/с;

при заданной загрузке G_вф=69,44*0,68= 47,22 кг/с;

- энтальпия выходной горячей воды (150°С), кДж/кг;

- энтальпия входной холодной воды (70°С), кДж/кг.

кВт

Расход топлива, которое подается в топку котлоагрегата, определяется по выражению :

, м³/ч (м³/с)

.

Так как механический недожог отсутствует (q₄=0), то расчетный раход оплива В_р =В=0,51м³/с.



3. РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕНА В ТОПКЕ

Поверочный расчет топочной камеры котлоагрегата производится посредством определения значения действительной температуры дымовых газов на выходе топочной камеры котельного агрегата ?"_т с помощью выражения :

, ^оС

где Т_а - значение абсолютной температуры продуктов сгорания, К;

М - параметр, который учитывает распределение температуры по высоте топки;

- коэффициент сохранности теплоты;

В_р - величина расчетного расхода топлива, м³/с;

F_ст - площадь стен топки, м²;

- коэффициент тепловой эффективности экрана;

- величина черноты топки;

Vc_ср - суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 м³ топлива в интервале температуры , кДж/(кг·К);

- коэффициент излучения для абсолютно черного тела, Вт/(м²К⁴).

С целью определения значений действительной температуры ?"_т, задаемся ее величиной ?"_т=1100°С .

Исходя из принятой температуры газов на выходе топки и адиабатической температурысгорания топливной массы ? _а , определяются тепловые потери.

После этого с помощью известных геометрических характеристик топочной камеры, рассчитывается действительная температура на выходе топки.

Поверочный расчет топки проводится в следующем порядке.

Для предварительно принятой температуры ?"_т=1100°С определяется энтальпия продуктов сгорания на выходе топки по таблице 4.

.

Полезное тепловыделение топки рассчитывается с помощью выражения:

, кДж/м³, (4.28)

где Q_в - теплота, которая вносится в топку воздухом - для котлов, не имеющих воздухоподогревателей, определяется по выражению :

, кДж/м³,

кДж/м³.

где Q_в.вн. - теплота, которая внесена в котлоагрегат с поступающим воздухом, разогретым вне агрегата - принимается Q_в.вн = 0, так как воздух перед котлом не подогревается;

rH_г.отб. - теплота рециркулирующего продукта сгорания - принимается

rH_г.отб. = 0, потому что конструкция котла КВГМ-23,26-150 не предусматривает рециркуляции дымовых газов.



(4.30)

Адиабатная (теоретическая) ?_а температура горения определяется исходя из величины полезного тепловыделения в топке: Q_т = Н_а.

Исходя из таблицы 4, при Н_а = 33835,75 кДж/м³ определим ?_а = 1828,36^оС.

Определим параметр М, в зависимости от положения максимальной

температуры пламени по высоте топки (х_т) при сжигании газов по формуле

, где ,

Н_г =2,4 м расстояние от пода топки до оси горелки ;

Н_т =4,53 м расстояние от пода топки до середины выходного окна топки ;



рис .1 Топка котла КВ-ГМ-23,26-150 в разрезе

х_т =2,4/4,53=0,53

Отсюда :

Значение коэффициента тепловой эффективности экрана определяется по выражению :

,

где - коэффициент, который учитывает снижение тепловосприятия экрана из-за загрязненности либо закрытия изоляцией поверхности; принимается ;

х - коэффициент экранирования; определяется по номограмме, при

S = 64мм, d = 60мм, S/d = 64/60 =1,07, тогда х = 0,98.

Получим:



Определим эффективную толщину излучающего слоя топки :

, м

где V_т, F_ст - соответственно, объем и поверхность стен топочной камеры, м³ и м².

V_т = 61,4 м³, F_ст = 106,5 м²;

Величина коэффициента ослабления лучей для пламени формируется из коэффициента ослабления трехатомными газами (k_r) и сажистыми частицами (k_с). При сжигании газа данный коэффициент определяется по выражению:

,

где r_п - объемная доля трехатомных газов - определяется из таблицы 2

Значение коэффициента ослабления лучей трехатомными газами k_r рассчитывается с помощью формулы:

,

где р_п - парциальное давление для трехатомного газа , МПа (4.39)

р - давление в топочной камере котельного агрегата, который работает без продувки: р = 0,1 МПа,;

- величина абсолютной температуры газов на выходе топочной камеры, К

Значение коэффициента ослабления лучей из-за наличия сажистых частиц определяется по формуле :

,

Сотношение содержания углерода и водорода в общей массе топлива: для используемого газового топлива принимаем :

, (4.42)



Значение cтепени черноты факела (а_ф) для газообразного топлива рассчитывается, используя выражение :

,

где а_св - значение черноты части факела, рассчитанное по выражению

а_r - значение черноты несветящихся трехатомными газами, определяемое по выражению: ;

m - коэффициент, который характеризует долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела.

Определим удельную нагрузку, соответствующую топочному объему:

Принимаем m = 0,171, получаем:

Величина черноты в процессе сжигания газа определяется по формуле :



Суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1м³ топлива определяется с помощью следующего выражения :

, кДж/(м³К)

Определим действительную температуру на выходе топки, ^оС, (4.42):

Расчетная температура на выходе продуктов сгорания из топочной камеры отличается от ранее принятой на 39^о С( менее чем на 100 ^о С) поэтому пересчет не требуется .

Полученную температуру ?"_т=1061°С используем для дальнейшего расчета, в качестве температуры на выходе топки:



4. РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНОГО ПУЧКА КОТЛА

Расчет конвективных поверхностей котельного агрегата производим в следующей последовательности.

По техническим характеристикам котлоагрегата определим конструктивные характеристики газохода котла:

· значение площади поверхности нагрева одного конвективного пучка Н=203,4 м²;

· поперечный шаг труб,S₁ = 63 мм;

· продольный шаг труб,S₂ = 41 мм;

· число труб в ряду,z₁ = 45 шт.;

· число рядов труб по ходу продуктов сгорания,z₂ = 15 шт.;

· наружный диаметр, толщина стенки трубы,

· площадь сечения для прохода продуктов сгорания, F = 1,93 м².

· Рассчитываем относительный шаг:

· поперечный

· продольный

Принимаем предварительную величину температуры продуктов сгорания после газохода:

Определяем теплоту, которая отдана продуктами сгорания, используя уравнение теплового баланса :

, кДж/м³

где - коэффициент сохранности теплоты;

Н' - значение энтальпии продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, принимается из расчета топочной камеры Н'=Н_т"=18423,53 кДж/м³ при =1061^оС;

Н"- значение энтальпии продуктов сгорания после конвективного пучка, принимается из таблицы 3 при = 136^оС Н₁" = 2104,91, кДж/м³;

, присос воздуха в конвективном пучке;

Н^о_пр.в. - значение энтальпии присосанного воздуха при t_в = 35 ^оС,

Н^о_пр.в. = Н^о_х.в. = 380,94 кДж/ м³;

кДж/м³,

Значение расчетной температуры продуктов сгорания в конвективном газоходе определяется по выражению:

, ^оС

Определим температурный напор :

^оС

где t_к - значение температуры охлаждающей среды - для исследуемого водогрейного котельного агрегата - t_к=110 ^оС .

Определим значение средней скорости продуктов сгорания в поверхности нагрева :

, м/с

м/с

Определим величину коэффициента теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева в случае поперечного омывания коридорных пучков, используя следующее выражение :

, Вт/(м²К)

где - коэффициент теплоотдачи - определяется с помощью номограммы;

[1] ,рис.П.5(а)

= 91 Вт/(м²К);

с_z - значение поправки на число рядов труб, определяется с помощью

номограммы [1] , с_z = 0,98;

с_s - значение поправки на компоновку пучка, определяется с помощью

номограммы [1] , с_s = 1,0;

с_ф - коэффициент, который учитывает влияние параметров потока,

определяется с помощью номограммы [1]: ,

Вт/(м²К)

Далее вычисляется величина черноты газового потока (а). При этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину:

,

где s - значение толщины излучающего слоя - для гладкотрубных пучков определяется с помощью выражения :

, м

где к_зл. - значение коэффициента ослабления лучей золовыми частицами, принимается к_зл. = 0 (при сжигании газового топлива);

- концентрация золовых частиц, принимается ;

р - давление в газоходе, принимается для котельных агрегатов без надува 0,1МПа;

к_г - значение коэффициента ослабления лучей трехатомными газами, определяется с помощью выражения :

,

,

Т= +273=130+273=403 К

,

.

Определяется величина коэффициента теплоотдачи , который учитывает передачу теплоты через излучение :



,Вт/м²К

где - значение коэффициента теплоотдачи, определяется по номограмме , Вт/м²К;

а - величина черноты продуктов сгорания, которая определяется с помощью номограммы,;

с_г - значение коэффициента, который учитывает температуру стенки, определяется с помощью номограммы.



С целью определения и с_г рассчитаем температуру стенки :

, ^оС



где t - температура окружающей среды, t₁ = 110^оС;

- при сжигании газа принимается равной, 25^оС;

,

Вт/(м²К).

Рассчитаем значение суммарного коэффициента теплоотдачи от продуктов сгорания относительно поверхности нагрева :

, Вт/м²К

где - значение коэффициента использования, который учитывает уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева, принимается [1];

Вт/м²К,

Определяется коэффициент теплопередачи :

, Вт/(м²К)

где - значение коэффициента тепловой эффективности: ;

Вт/(м²К),

Определяется величина теплоты, которая воспринята поверхностью :

,кДж/м³

кДж/м³,



5. ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

Расчёты считаются верными, если выполняется нижеприведенное условие :

?Q=0,51• [33503,8•0,924-(15028,47+16083,3)]=-78,67кДж/м³

Условия теплового баланса соблюдены.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта был проведен тепловой расчет водогрейного котлоагрегата КВГМ-23,26-150( КВ-ГМ-20-150 ) .

Последовательно был проведен поверочный расчет всех поверхностей нагрева котла.

При поверочном расчете поверхности нагрева приходится задаваться изменением температуры одной из теплообменивающихся сред (разностью температур на входе и выходе). Этим определяется тепловосприятие поверхности в первом приближении. Далее можно вычислить температуры другой среды на концах поверхности нагрева, температурный напор, скорости газового потока и рабочей среды и все другие величины, необходимые для вычисления тепловосприятия во втором приближении. При расхождении принятого и расчетного тепловосприятий выше допустимого повторяют расчет для нового принятого тепловосприятия. Таким образом, поверочный расчет поверхности нагрева выполняется методом последовательных приближений.

Тепловой расчет котлоагрегата заканчивается определением невязки теплового баланса. В курсовом проекте величина невязки составляет 0,253%.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. А.П. Лумми, В.А. Мунц . Расчет водогрейного котла. Учебное электронное текстовое издание. Подготовлено кафедрой «Промышленная теплоэнергетика» Научный редактор: проф., д-р техн. наук Н.Ф. Филипповский , Екатеринбург,2009

2. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод). Под ред. Н.В. Кузнецова и др., М., Энергия, 1973.

Размещено на Allbest.ru

...